Neste trabalho são desenvolvidos novos modelos e métodos de caracterização elétrica de dispositivos SOI MOSFET em temperatura ambiente e em baixa temperatura. Todos os métodos propostos foram testados com o auxílio de um simulador numérico bidimensional e aplicados experimentalmente em dispositivos SOI MOSFET. Estes dispositivos foram implementados na tecnologia de 0,5 'mü'm SOI CMOS. Inicialmente é apresentado um novo modelo analítico de um SOI MOSFET de camada fina, que leva em consideração a queda de potencial de substrato, até então desprezada em modelos anteriores. Este modelo analítico foi comparado com os resultados obtidos por simulação numérica e constatado experimentalmente na temperatura ambiente e em baixatemperatura. Demonstrou-se que em várias condições de processo e temperatura, a influência do substrato em certos parâmetros elétricos dos SOI MOSFET, modo inversão e modo acumulação, não pode ser desprezada. Com o auxílio deste modelo do substrato, apresentou-se dois novos métodos para obtenção da densidade de carga efetiva no óxido na interface óxido enterrado/substrato em temperatura ambiente. A densidade de armadilhas de interface é outro parâmetro de difícil determinação em SOI MOSFET. Neste trabalho são também propostos dois outros novos métodos de obtenção deste parâmetro nas interfaces óxido de porta/canal e canal/óxido enterrado em baixa temperatura. Efeitostransitórios ocorridos devido a baixa temperatura são analisados e demonstraram não afetar os métodos de caracterização propostos.

In this work new models and electrical characterization methods of SOI MOSFET devices are developed at room and low temperatures. All the proposed methods were tested with a bidimensional numerical simulation and they were experimentally applied to SOI MOSFET. These devices have been fabricated in a 0.5 µm SOI CMOS technology. First of all, a new analytical model of a thin film SOI MOSFET is presented which takes in consideration the substrate potential drop which one is neglected in other models till now. This analytical model was compared with numerical simulation results and it was observed experimentally on transistors at room and low temperatures. It was demonstrated that for various process and temperature conditions the substrate influences on some electrical parameters in a inversion and accumulation mode SOI MOSFET, what can not be neglected. Two new methods were developed using the substrate model in order to obtain the effective oxide charge density at the buried oxide substrate interface at room temperature. The interface trap density is another SOI MOSFET parameter difficult to determine. In this work, two new methods were presented to obtain the interface trap density at the gate oxide / silicon channel and silicon channel / buried oxide interfaces at low temperature. Transient effects due to low temperature operation are analyzed and no influence on the characterization methods were found.